Intelligente Glasscheibe
Viele Branchen kommen heute ohne moderne, leicht zu reinigende oder desinfizierende Geräte nicht mehr aus, z.B. die Medizin, die Lebensmittelproduktion oder die Pharmazie. Statt Schmutzfängern wie Schaltern oder Tastern bieten sich heute hygienisch einwandfreie Glasplatten mit integrierter Eingabefunktion an. Die so genannten Touch-Panels aus Glas vereinen dabei Funktion und Hygiene. Eine neue Beschichtungstechnik für die optische wie elektrische Gestaltung solcher Bedienoberflächen verbessert die Leistungsdichte enorm. Dabei werden die Glasscheiben-Bedienoberflächen so beschichtet, dass sowohl kapazitive Sensoren als auch die gesamte Elektronik auf der Platte installiert werden kann, d.h. mehr Intelligenz bei weniger Bautiefe und höhere Zuverlässigkeit.
Ein besonders geeignetes Material für flächendeckende Bedienpanele ist Glas. Es verbindet hohe Beständigkeit mit einfacher Herstellung in beliebiger Größe und der extrem glatten Oberfläche. Glas mit aufgemalten Motiven zu versehen ist schon seit alters her bekannt, die moderne Form dieser Technik eröffnet allerdings ungeahnte Möglichkeiten. Ein spezielles Verfahren der LNT Automation zur Herstellung von Glastastaturen berücksichtigt dabei auch die nachfolgenden Prozessschritte der Elektronikbestückung. Metallbeschichtete Gläser, z.B. mit Goldrand, kennt jeder.
Die neue Methode arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip. Die Glasplatte wird von der Rückseite im gewünschten Design mit keramischen Lacken bedruckt (Abb. 1). Über diese rein optische Schicht wird eine Isolierschicht aufgebracht. Darüber wird als elektrisch aktive Bestückungsebene mit Silberleitlack das individuelle Leiterbahnlayout aufgedruckt. Alle Schichten zusammen kommen dann in den Ofen.
Nach diesem Prozess sind nicht nur die Beschichtungen haltbar und kratzfest eingebrannt, sondern das so entstandene „Bild“ auf der Scheibe ist gleichzeitig auch farbecht sowie absolut UV-beständig. Gleichzeitig wandelt die Wärmebehandlung die ehemals „einfache“ Glasscheibe zum Einscheiben-Sicherheitsglas um. Das Bedienelement entspricht nun optisch schon dem fertigen Produkt.
Die Funktionsschichten liegen auf der Rückseite der Scheibe unter einer nachträglich aufgebrachten Schicht Lötlack. Sie sind vor Umwelteinflüssen geschützt bereit für die „Intelligenzbestückung“.
Glas übernimmt die Funktion der Elektronikplatine
Im Gegensatz zu herkömmlichen Bedienteilen mit kapazitiven Sensorfeldern, die über Flachbandkabel mit einer externen Elektronik gekoppelt werden, sitzen die Elektronikteile bei Touchline direkt auf der Rückseite der Glasplatte. Der feste Sitz der SMD-Bauteile auf den Silberleitbahnen erlaubt zum einen eine deutlich kompaktere Bauform gegenüber Lösungen mit zusätzlicher Platine. Zum anderen ist eine so aufgebaute Schaltung entschieden robuster gegenüber mechanischen Einwirkungen und wegen der kurzen Leitungslänge auch gegen elektrische Störungen.
Da alle Daten direkt auf der Platte ausgewertet werden, sind nur wenige Übergangskontakte zur restlichen Geräteelektronik nötig, was die Zuverlässigkeit deutlich erhöht. Das funktionsfertige Panel ist als Komplettmodul ohne weiteren Bestückungsaufwand in die jeweilige Anwendung inte-
grierbar.
Für die Herstellung der Glaseingabesysteme entwickelten LNT ein spezielles Bestückungs-Verfahren. Dieses ermöglicht alle Bauteile für die kapazitive Auswertung sicher auf dem Silberlayout an der Glasrückseite aufzubringen (Abb. 2). Zusätzlich erlauben die kurzen Signalwege in Verbindung mit der ausgeklügelten Signalauswertung auch leichteste Berührungen der Sensorfelder zuverlässig zu erkennen.
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